本實用新型涉及一種油田的井下工具，尤其涉及一種油管的錨定工具。

背景技術：

目前，大部分油井采用有桿泵采油，在有桿泵采油過程中，抽油桿連續的往復運動會導致抽油桿桿柱和油管管柱極易因承受交變栽荷發生彈性伸長或縮短，甚至彎曲，而且隨著油井深度的增大，這種情況會越來越嚴重，造成油管蠕動、有桿泵的實際沖程減小，泵效隨之降低，縮短了抽油桿與油管的使用壽命和檢泵周期，對產油量與經濟效益產生較大的影響。為此，需要在油管下端安裝水力錨來使油管與油井套管之間加以穩固，減少油管蠕動，提高生產效率，保證抽油桿與油管等的使用壽命，延長檢測周期。常用的水力錨有機械卡瓦式水力錨，也有利用井下液柱壓力來錨定的橡膠錨爪式水力錨，機械卡瓦式水力錨利用卡瓦與油井套管之間卡接，當套管上有結垢時往往會造成卡接不牢，并且在解錨上提過程中卡瓦上的齒部會對套管造成損傷，甚至有卡死的事故發生；而利用井下液柱壓力來錨定的橡膠錨爪式水力錨在油管內壓力下降后會造成錨定不牢，不能很好地解決油管蠕動等問題。

技術實現要素：

針對現有技術所存在的上述不足，本實用新型所要解決的技術問題是提供一種自鎖式水力錨，它不僅能使油管錨定，而且在油管內壓力下降后仍可保持錨定可靠。

為了解決上述技術問題，本實用新型的一種自鎖式水力錨，包括上接頭，在所述上接頭外周旋接有外套管，在外套管內壁連接有錨定主體，在上接頭內壁上連接有襯管，襯管下部插接在錨定主體內壁上；在襯管所插接的錨定主體側壁上開有若干錨爪座孔，每一錨爪座孔內密封插接有錨爪座，錨爪座上安裝有彈性錨爪，在錨定主體外周固連有壓板，所述彈性錨爪外端穿過該壓板，在壓板與錨爪座之間安裝有彈簧；在襯管下部與錨定主體內壁之間設置有密封裝置，該密封裝置位于最下端的錨爪座孔下方；在錨定主體上端內孔通過剪釘連接有活塞，所述活塞、錨定主體以及襯管構成密閉的液壓油腔；所述活塞上端面與上接頭之間的間隙與襯管內腔通連；在液壓油腔下方的錨定主體的側壁上安裝有單向閥，液壓油腔通過該單向閥與所述各錨爪座孔通連。

在上述結構中，由于在所述上接頭外周旋接有外套管，在外套管內壁連接有錨定主體，在上接頭內壁上連接有襯管，襯管下部插接在錨定主體內壁上；在襯管所插接的錨定主體側壁上開有若干錨爪座孔，每一錨爪座孔內密封插接有錨爪座，錨爪座上安裝有彈性錨爪，在錨定主體外周固連有壓板，所述彈性錨爪外端穿過該壓板，在壓板與錨爪座之間安裝有彈簧，則所述上接頭、外套管、襯管及錨定主體相互連接構成水力錨的主體結構，密封插接在錨爪座孔內的錨爪座相當于一活塞可以在液力推動下在錨爪座孔內徑向運動，該液力通過錨定主體與襯管之間的間隙傳遞，使安裝在錨爪座上的彈性錨爪伸出壓板之外與油井內的套管接觸錨固，安裝在壓板與錨爪座之間的彈簧提供與液力相反的作用力，可以在液力消除后將錨爪座及其上的彈性錨爪收縮與套管脫離接觸而使水力錨解除錨定，彈性錨爪在錨定時還可以為油管提供良好的減震效果，并且在解錨上提過程中不會對套管產生任何機械損傷。

又由于在襯管下部與錨定主體內壁之間設置有密封裝置，該密封裝置位于最下端的錨爪座孔下方，則當液力作用到錨爪座上時，密封裝置可以保證通過錨定主體與襯管之間間隙傳遞的液力不會通過襯管下部與錨定主體內壁之間產生泄壓。

還由于在錨定主體上端內孔通過剪釘連接有活塞，所述活塞、錨定主體以及襯管構成密閉的液壓油腔，所述活塞上端面與上接頭之間的間隙與襯管內腔通連，在液壓油腔下方的錨定主體的側壁上安裝有單向閥，液壓油腔通過該單向閥與所述各錨爪座孔通連，則襯管內腔內的井下液柱壓力會傳遞到與襯管內腔通連的活塞上端面與上接頭之間的間隙中，對活塞產生作用力，該作用力剪斷剪釘后將推動活塞下行，使液壓油腔內的壓力升高打開單向閥，液壓油腔內的液力將通過單向閥傳遞到各錨爪座孔內，從而可以推動彈性錨爪與油井套管錨定。在水力錨錨定之后，當井下液柱壓力產生波動不足以保持對活塞的推力時，單向閥會及時關閉，作用于各錨爪座孔內的液力仍將保持的原有的水平，從而保證在油管內壓力下降后仍可保持錨定可靠。由于推動錨爪座實現錨定動作的液力是通過密封在液壓油腔內的液壓油提供，液壓油可以保持其潔凈度，從而避免了常用的直接利用井下液柱壓力來錨定所可能造成的錨爪座與錨爪座孔之間的污染、結垢，保證了本水力錨工作的可靠性。而當需要解錨時，可以旋轉與上接頭相連的油管，由上接頭帶動襯管相對于錨定主體上行一段行程，使各錨爪座孔與液壓油腔避開單向閥直接通連，此時油管內已沒有液柱壓力存在，在壓板與錨爪座之間的彈簧作用下，將各錨爪座孔內的液壓油推送回液壓油腔內，各彈性錨爪同時收回即可解錨，解錨過程操作簡單方便。

本實用新型的一種優選實施方式，在所述上接頭與外套管之間設置有解錨剪釘。采用該實施方式，解錨剪釘可以保證上接頭與外套管之間的連接可靠，并可以在一定的作用力下較方便地剪斷，以便于需要解錨時使上接頭與外套管之間產生旋轉。

本實用新型的另一種優選實施方式，所述在錨定主體側壁上開有的若干錨爪座孔沿錨定主體周向均布成至少兩排，每排沿軸向排列有二至六個錨爪座孔。采用該實施方式，若干錨爪座孔沿錨定主體周向均布成至少兩排可以保證錨定時水力錨與油井套管之間保持同軸，每排沿軸向排列有二至六個錨爪座孔可以保證水力錨有足夠的錨固力。

本實用新型的又一種優選實施方式，所述錨爪座孔內通過密封圈密封插接有錨爪座。采用該實施方式，密封圈結構簡單，可以方便地實現錨爪座與錨爪座孔之間的密封連接。

本實用新型進一步的優選實施方式，所述在壓板與錨爪座之間安裝的彈簧為碟形彈簧組。采用該實施方式，碟形彈簧組結構緊湊，彈力大，可以滿足錨爪座的使用要求。

本實用新型另一進一步的優選實施方式，所述在襯管下部與錨定主體內壁之間設置的密封裝置為O型密封圈。采用該實施方式，O型密封圈占用空間小，密封可靠，加工制造方便。

本實用新型又一進一步的優選實施方式，所述活塞、錨定主體以及襯管通過各件之間的密封圈構成密閉的液壓油腔，錨定主體與襯管之間的密封圈位于單向閥下方。采用該實施方式，采用密封圈能滿足液壓油腔的密閉要求，錨定主體與襯管之間的密封圈位于單向閥下方可以保證液壓油腔與單向閥通連。

本實用新型更進一步的優選實施方式，在所述錨定主體上開有徑向連通孔，徑向連通孔位于錨定主體與襯管之間的密封圈下方，在錨定主體上開有軸向連通槽，軸向連通槽兩端分別與單向閥的安裝孔和徑向連通孔通連，液壓油腔通過單向閥、軸向連通槽、徑向連通孔及錨定主體與襯管之間的間隙與各錨爪座孔通連。采用該實施方式，通過所設置的軸向連通槽與徑向連通孔可以在保證液壓油腔密封的前提下實現液壓油腔與各錨爪座孔之間的連通。

本實用新型另一更進一步的優選實施方式，在所述外套管與錨定主體之間設置有兩密封圈，該兩密封圈分別位于軸向連通槽的上方和下方。采用該實施方式，可以保證通過單向閥連通至各錨爪座孔之間的液壓油不會通過外套管與錨定主體之間泄漏。

本實用新型又一更進一步的優選實施方式，在所述錨定主體下端設置有下接頭。采用該實施方式，可以方便地實現水力錨與油管之間的連接。

附圖說明

下面結合附圖和具體實施方式對本實用新型自鎖式水力錨作進一步的詳細說明。

圖1是本實用新型自鎖式水力錨一種具體實施方式的結構示意圖；

圖2是圖1所示結構中I部位的局部放大示意圖。

圖中：1－上接頭、2－外套管、3－解錨剪釘、4－剪釘、5－活塞、6－襯管、7－液壓油腔、8－單向閥、9－軸向連通槽、10－徑向連通孔、11－壓板、12－錨爪座、13－彈簧、14－密封圈、15－錨爪座孔、16－彈性錨爪、17－密封裝置、18－錨定主體、19－下接頭。

具體實施方式

在圖1和圖2所示的自鎖式水力錨中，上接頭1為一軸套類構件，其上端設置有與油管相連的螺紋孔，在上接頭1外周旋接有外套管2，在上接頭1與外套管2之間還插接有解錨剪釘3并且還通過密封圈實施密封，在外套管2內壁通過螺紋連接有錨定主體18，在上接頭1內壁上通過螺紋連接有襯管6，襯管6下部插接在錨定主體18內壁上；在襯管6所插接的錨定主體18側壁上開有若干錨爪座孔15，該若干錨爪座孔15沿錨定主體18周向均布有四排，每排沿軸向排列有四個錨爪座孔15，相鄰兩排錨爪座孔15在軸向錯位排列，以保證錨定主體18開孔后的強度；在每一錨爪座孔15內通過密封圈14密封插接有錨爪座12，錨爪座12上外端的孔內安裝有彈性錨爪16，在錨定主體18外周通過螺釘固連有四塊長條形壓板11，每塊壓板11的位置對應于一排錨爪座孔15，每塊壓板11上開有與錨爪座12位置對應的孔，彈性錨爪16外端穿過該壓板11上所開的孔，在壓板11與錨爪座12之間安裝有彈簧13，該彈簧13為碟形彈簧組，每一錨爪座12外圓的臺階段上均套裝有一碟形彈簧組；在襯管6下部與錨定主體18內壁之間設置有密封裝置17，該密封裝置17為O型密封圈，O型密封圈位于最下端的錨爪座孔15下方；在錨定主體18上端內孔通過剪釘4連接有活塞5，活塞5上端面與上接頭1之間的間隙通過襯管6側壁上所開設的孔與襯管6內腔通連，活塞5、錨定主體18以及襯管6通過各件之間的密封圈構成密閉的液壓油腔7，活塞5與襯管6及錨定主體18之間的密封圈安裝槽分別設置在活塞5的內、外圓上，錨定主體18與襯管6之間的密封圈安裝槽設置在錨定主體18的孔壁上；在液壓油腔7下方的錨定主體18的側壁上安裝有單向閥8，錨定主體18與襯管6之間的密封圈位于單向閥8下方；在錨定主體18上開有徑向連通孔10，徑向連通孔10位于錨定主體18與襯管6之間的密封圈下方，在錨定主體18外圓上開有軸向連通槽9，軸向連通槽9兩端分別與單向閥8的安裝孔和徑向連通孔10通連，液壓油腔7通過單向閥8、軸向連通槽9、徑向連通孔10及錨定主體18與襯管6之間的間隙與各錨爪座孔15通連；在所述外套管2與錨定主體18之間設置有兩密封圈，該兩密封圈分別位于軸向連通槽9的上方和下方；錨定主體18下端設置有與水力錨下方油管相連接的具有外螺紋的下接頭19。

使用過程中，襯管6內腔內的井下液柱壓力通過襯管6側壁上所開設的孔傳遞到活塞5上端面，剪斷剪釘4推動活塞5下行，液壓油腔7內的壓力增加使單向閥8打開，將壓力通過單向閥8、軸向連通槽9、徑向連通孔10以及襯管6與錨定主體18之間的徑向間隙傳動到各錨爪座孔15內，從而可以推動彈性錨爪16與油井套管錨定，單向閥8將保持錨定壓力的穩定，不受井下液柱壓力變化的影響，錨定效果穩定可靠；當需要解錨時，可以旋轉與上接頭1相連的油管，由上接頭1帶動襯管6相對于錨定主體18上行一段行程，利用襯管6外徑的不同使各錨爪座孔15與液壓油腔7之間通過襯管6與錨定主體18之間的軸向間隙直接通連，此時油管內已沒有液柱壓力存在，在壓板11與錨爪座12之間的彈簧13的作用下，將各錨爪座孔15內的液壓油推送回液壓油腔7內，各彈性錨爪16同時收回，即可完成解錨，解錨過程的操作簡單方便。

以上僅列出了本實用新型的一些具體實施方式，但本實用新型并不僅限于此，還可以作出較多的改進與變換，如所述在壓板11與錨爪座12之間安裝的彈簧13也可以不是采用碟形彈簧組，而可以采用螺旋壓縮彈簧；所述若干錨爪座孔15沿錨定主體18周向也可以不是均布有四排，而可以是二排、三排、五排或更多，每排沿軸向也可以不是是排列有四個錨爪座孔15，而可以是二個、三個、五個或更多。如此等等，只要是在本實用新型基本原理基礎上所作出的改進與變換，均應視為落入本實用新型的保護范圍內。